金屬工件熱處理變形主要的因素有很多，但主要原因有三點(diǎn)，即：1、固態(tài)相變；2、熱應(yīng)力；3、組織應(yīng)力。
(1)固態(tài)相變時(shí)，各相質(zhì)量體積的變化必然引起體積的變化，造成零件的脹與縮的尺寸變化；
(2)熱應(yīng)力，包括急熱熱應(yīng)力和急冷熱應(yīng)力，當(dāng)它們超過零件在該溫度下所具有的屈服極限時(shí)，將使零件產(chǎn)生塑性變形，造成零件的形狀變化，即歪扭，或稱為畸變；
(3)組織應(yīng)力也會引起形狀的改變，即畸變。
通常淬火工件的變形總是由于以上的兩種或三種因素綜合作用的結(jié)果，但究竟哪一個(gè)因素對變形的影響較大，則需要具體情況作具體的分析。
總的來說，體積變化是由相變時(shí)比容的改變而引起的。馬氏體的質(zhì)量體積比鋼的其他組成相的質(zhì)量體積要大，熱處理時(shí)鋼由其他組成相轉(zhuǎn)化為馬氏體時(shí)，必然引起體積的增加。而奧氏體的質(zhì)量體積要比鋼的其他組織質(zhì)量體積要小，在熱處理時(shí)由其他組成相轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)，則引起體積的減小。
關(guān)于形狀的變化，歪扭或稱為畸變，主要是由于內(nèi)應(yīng)力或者外加應(yīng)力作用的結(jié)果。在加熱、冷卻過程中，因工件各個(gè)部位的溫度有差別，相變在時(shí)間上有先后，有時(shí)發(fā)生的組織轉(zhuǎn)變也不一致，而造成內(nèi)應(yīng)力。這種內(nèi)應(yīng)力一旦超過了該溫度下材料的屈服極限，就產(chǎn)生塑性變形，引起形狀的改變。此外工件內(nèi)的冷加工殘余應(yīng)力在加熱過程中的松弛，以及由于加熱時(shí)受到較大的外加應(yīng)力也會引起形狀的變化。
在熱處理時(shí)可能引起體積變化和形狀變化的原因見下表。表中“體積變化原因”一欄未列入鋼因熱脹冷縮現(xiàn)象而產(chǎn)生的體積變化，鋼由淬火加熱溫度到零下溫度進(jìn)行冷處理，均隨溫度的變化而有相應(yīng)的體積變化，因熱脹冷縮而引起的體積變化不均勻乃是熱應(yīng)力產(chǎn)生的原因，而且對變形有相當(dāng)?shù)挠绊憽?/p>